1. Expériences

Nous disposons d'un lot d'échantillons de matières différentes. Mettre en oeuvre des expériences simples permettant de vérifier :

• l'effet du magnétisme sur ces échantillons,

• la possibilité ou non de se laisser traverser par le courant électrique,

2. Introduction à la densité d'un corps

Fabriqués dans le même bois, nous plaçons sur l'eau trois morceaux de volumes et de masses différentes.
Quelques soient les dimensions de ces morceaux, quelques soient leurs masse, mais à condition que ce soit le même bois, on peut remarquer une chose en commun : Une moitié de leur volume s'enfoncent sous l'eau.
On dit alors qu'ils ont la même densité.

La densité ne dépend que de la matière avec laquelle l'objet est fabriqué.

3. Comparaisons de densités en fonction de la flottabilité

Le polystyrène s'enfonce très peu dans l'eau.
Sa flottabilité est excellente.

Le bois s'enfonce de moitié dans l'eau environ.
Sa flottabilité est bonne.

L'aluminium coule au fond de l'aquarium.
Il ne flotte pas.
Protégez le fond en verre de l'aquarium si vous lâchez le bloc d'aluminium !

Nous en déduisons dans notre expérience que :

densité aluminium > densité bois > densité polystyrène

Exercice :
Toutes les espèces de bois n'ont pas la même densité. Le chêne qui est un bois très dur s'enfonce beaucoup dans l'eau. Au contraire le balsa qui est utilisé pour fabriquer des maquettes d'avions flotte très bien.
Question : Lequel de ces deux bois, le balsa ou le chêne a la plus forte densité ?

4. Comparaisons de densités pour des objets de même volume

Dans cette expérience, nous allons mesurer la masse de quatres cylindres de même volume, mais constitué de matériau différent.

  Le premier est en laiton, et sa masse est de 85,1 g.

  Le deuxième est en aluminium, et sa masse est de 26,6 g.

  Le troisième est en PVC, et sa masse est de 12,6 g.

  Le dernier est en fer, et sa masse est de 78 g.

L'erreur la plus fréquente est de confondre la densité avec la masse.
En effet, quand nous observons un "professionnel" soupeser un objet dans sa main en disant : "Ah il a une faible densité !", nous ne voyons pas dans sa tête qu'il compare la masse de cet objet, à la masse d'objets de même volume qu'il a pu soupeser avant.

5. Conduction thermique (expérience)

A l'aide d'un bec électrique, nous chauffons les extrémités de lames en métaux différents. Au préalable nous avons laissé se solidifier sur chaque lame une trainée de cire de bougie. Les extrémités éloignées du bec électrique reposent sur une bande de polystyrène qui fait office d'isolant thermique.

Pour pouvoir comparer les différentes conductions thermiques de ces métaux, il suffit d'observer la fusion de la cire.

Si la cire fond sur une plus grande longueur de lame que la cire de la lame voisine, alors on en déduit que la lame a une meilleure conduction thermique que celle de sa voisine.

TRAVAIL : Comparez les conductions thermiques de l'aluminium, du cuivre, et du zinc.

Expérience réalisée en classe : Nous voyons sur chaque lame une partie de la cire qui a déjà fondue.